科学巨手能否拨慢生命的时钟？

（文 / 夏骞）

染色体顶端

端粒是染色体顶端的DNA序列，像塑料鞋带头一样保护染色体

每次细胞分裂，子细胞的端粒就会变得越来越短

在约100次复制后，端粒神奇般地缩小，此时细胞不再繁殖

如果你是蒙特利尔市麦克基尔大学基因实验室中的一条线虫，你就会成为当今最受瞩目的生物。这当然不是因为你的长相——全长仅1毫米的一条透明的小虫，是连肉眼都看不见的；也不是因为你在培养皿的一堆营养物上消磨一生的方式，而是因为你在这一实验室中必须度过一段出乎意料的长寿时光：50天——而实验室外的线虫的寿命只有9天。依此类推，如此长寿的人类将能活到420岁。

在加利福尼亚大学，进化生物学家米歇尔·罗斯已经创建了一个由100万之众的果蝇组成的“社区”。这些雀斑大小的昆虫像其他果蝇一样进食、繁殖和飞舞，但它们能够活到140天——而野生的果蝇即使没有被捕食者擒拿也只能活70天。依此类推，如此长寿的人类将轻轻松松地活到150岁。

对研究衰老的专家和难逃生死轮回的芸芸众生来说，生命衰老的法则从来是简单明了的：有机体出生后存活了或多或少的一段时间后便会死去。如果你注意体重、控制饮食、勤于锻炼，也许能苟延时日，见缝插针地多挤出一点时间。可是，谁曾料想使生命成3倍、4倍地增加，甚至完全去除寿命一说呢？没有人敢相信这一切。

但是，世界各地的科学家们已经开始向衰老的旧观念提出了挑战。在遍布全球的实验室中，探索者们在接连不断的惊奇和兴奋中发现，在果蝇或线虫身上所发生的事也可能对人类同样有效。不论何种物种和基因，其中导致衰老的细胞结构都是相同的。新一代的长寿专家们正从中挖掘对解决生命之谜十分重要的两个问题的答案：我们为什么会衰老？我们如何防止衰老？

在一些研究中心，科学家们已经发现了一些引人入胜的线索。他们发现当我们变老时，染色体的顶端区域会像保险丝一般缩短。如果你能使消耗保险丝的化学热效应终止，你可能就能阻止衰老的进程。此外，科学家们也正在研究细胞在消耗食物时所产生的垃圾，这些垃圾会污染细胞的内部，由此可能导致全身大范围的老化、衰退。清除这些垃圾，你就能使整个有机体恢复活力。在另一些实验室里，基因学家们正致力于把导致衰老的“首恶”基因们置入染色体的特定序列，进一步达到控制它们的目的。一旦你能重组指定生命遗传密码的DNA，那么理论上就无所不能为了。

上述研究正力图使人类的未来变得前程似锦，而其中最令人兴奋的是，科学家们有朝一日不但能使人类的寿命延长，而且，能使生命的质量得到提高。研究者们正在讨论这种可能性，当人进入他生命的第二个百年时，他仍然能够保持皮肤光洁、肌肉结实、耳聪目明、体力充沛、性欲旺盛，仍能享受朝气蓬勃的生命。

在过去20年中，人类已经发明了许多药物以阻止衰老巨变的到来，如褪黑色素、防老化剂、荷尔蒙更新疗法等等。不过，这些药物和疗法只不过给人类一个谦卑的承诺：延长几年的生命，并保证期间身体健康。而新的研究浪潮将不满足于生命的指数函数的形式增值，而是寻求人的预期寿命翻番。

历史证明这完全可能。1900年，一个美国人的正常寿命是47岁，到本世纪中叶略有增长。但1950年后就开始飞速上升。仅在一年中，由于医药保健的些许提高就使47岁这一数字上升了2%。第二节三年又递增各2%。如此40年后，美国人的平均寿命竟达到了76岁，还有许多人超过了这个年岁。在亚洲，许多国家也发生了类似的变化。1983年，印度人仅指望活到52岁，而如今平均寿命已超过61岁。日本的变化更是惊人，目前，日本男性和女性的平均预期寿命都高居世界之首。而1940年，日本男性和女性的寿命分别只有35.4岁和43.6岁。而后，随着营养的完善、卫生水平的提高以及医学在抗生素和外科技术方面的突破，日本的平均寿命现已达到男性76岁，女性83岁。日本百岁高人的数量也从1963年的153人上升到今天的近7400人。

如此看来，如果医学上发生戏剧性的迅猛突破，人类的平均寿命超过100岁、150岁、200岁以至300岁都是可能的。杜克大学的人类学家认为，没有证据表明人类的寿命已经接近了极限，而极限是否存在本身就是个问题。

人类对衰老课题的研究始于1961年，解剖学家列奥纳德·海弗利克在胎儿组织中提取细胞并移入培养皿。这些细胞在培养菌中迅速分裂繁殖，一分为二，二分为四，这样100多次后突然停止分裂。而后，这些细胞开始老化，它们吃得越来越少，细胞膜也开始萎缩退化。海弗利克重复了这一实验，但这一次利用的是一位70岁高龄老人的细胞。他发现细胞的老化提前了许多，仅进行了20或30次分裂便停止了。看来，老年人的细胞更易老化。现任加利福尼亚大学教授的海弗利克说：“我们所看到的就是细胞也在衰老：在培养皿的微观世界中一点点老化。”

这一发现对老年病学家来说是里程碑式的。他们可以据此推测，如果人体组织在人体内的运动与在培养皿中观察到的一样的话；那就意味着在每一个细胞内存在一个决定细胞生寿的沙漏。如果这一时钟能被我们找到，甚至重拨，那么，细胞以至更大的人体都能成为永恒不朽之物。在以后的数年中，科学家们为达到这一目标采用了两种方法。

研究者们首先探索的是衰老过程中的细胞破坏模型。对任何一种复杂系统来说，无论它是由人造金属还是原生质的粘性物质构成的，它所做的任何一个动作都需要付出代价。当机器开始运转时，它的零部件也就开始损耗，一步步走向废品旧货栈。细胞也难逃此运，它所做的最主要的工作就是处理食物。

和一切有机体一样，细胞在新陈代谢的过程中也会产生能量，制造垃圾，而这些副产品中，最令人头疼的就是一种叫做自由基的氧分子，也就是一个普通分子外加一个电子。正是这一附属品造成了一种电的失衡，使这一氧分子竭力与其他分子或结构组合，包括与DNA组合，以求达成平衡。在人的一生中，这一过程造成许多被破坏了的细胞并最终导致一系列的紊乱，包括癌症以及更为常见的如皱纹和关节炎等的老化症状。

近年来，一些营养学家提倡多食水果和蔬菜，其中富含类胡萝卜素，这种物质能够吸干自由基并将之排出体外，起到防老化剂的作用。但防老化剂的实验记录参差不齐。在有些实验中，它们对癌症及其他疾病具有神奇疗效；而在另一些实验中，像B胡萝卜素之类的防老化剂却反而起到了助长疾病的作用。

较之更有前途的可能是对另一种细胞代谢作用的副产品的研究：糖基化，或用厨师的话说，叫着糖色。当加热火鸡、面包或焦糖等食物时，其中的蛋白质与糖结合，使食物表面颜色变深，有时候食物还会变软、变黏。70年代，生物化学家们推测在糖尿病患者的体内，可能产生同样的反应：在新陈代谢过程中，过量的糖会和蛋白质结合在一起，并吸引其他蛋白质，组成一张黏乎乎的蜘蛛网似的网络，导致关节僵硬、动脉阻塞，并使干净的组织变混浊如使晶状体变混浊而导致白内障。由于糖尿病患者受着上述各种疾病的折磨，生物化学家们认为这种推测是正确的。

但是，关节疼痛、循环系统疾病和视力衰退不正是老年人常见的症状吗？是否可能在非糖尿病患者的体内，细胞也在进行同样的糖基化过程，不过只是缓慢得多罢了呢？

纽约国际长寿中心主任罗伯特·布特勒说：“糖基化过程和自由基过程一样，是使我们保持活力而同时又使人衰老的普通现象。”

目前，纽约医学研究中心的一些研究者正在研制使糖基化过程的最终产物分解的溶剂，但这并不能从根本上解决问题。

能够改变细胞处理营养物方式的第一位可行选择就是，减少需处理的东西。研究显示，卡路里摄入量减少30%后的老鼠能延长30%—40%的存活时间，依此类推，人如果严格控制一天仅摄入1400卡热量，就能换取多活30年的结果。

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但是，如何做成这笔以食物换时间的交易还不甚明了。何况，即使科学家们研究证实了这一点，要在今天的消费社会中使人们心甘情愿地一顿少吃整整1/3可能也是不现实的。研究者们真正需要的是直接进入人体的发动机舱——基因本身——重起一个炉灶。

海弗利克的研究仍遗留下一个问题：为什么细胞会死呢？他以后的研究者发现，在染色体顶端的一小块区域点缀着一个端粒，这个貌似鞋带上的塑料头的端粒并非不起作用的。每一次，当一个细胞分裂后，子细胞便带着一个更小的端粒，直到细胞达到海弗利克发现的极限：100次上下时，端粒便成为了一个小瘤。研究者们由此推论，原来被端粒覆盖的基因暴露并活跃起来，制造出蛋白质，从而导致组织的退化和衰老。但是，有一些细胞没有端粒的缩小现象，它们就是没有细胞分裂极限的癌细胞和精子细胞。1984年，加利福尼亚大学伯克利分校的研究者发现了一种使端粒存活的酶。5年后，耶鲁大学的研究者也在癌细胞中发现了同样的物质。这意味着在培养皿中，永生的代表已被发现，至少，这一发现找到了一种使细胞永生、阻止老化的方法。

在洛杉矶的格龙公司，生物学家米尔文·哈利正在寻找控制端粒酶产生的基因；并相信能够控制这一基因。哈利说：“我认为我们快要见到一种根本性的老年药。用一片药片加上细胞疗法，我们就能在非常特殊的领域治愈衰老。”

然而，这一疗法的实施显然困难重重。就连端粒酶疗法的倡导者也不掩饰他的对其安全性的怀疑，这种酶可能使健康的细胞患上癌症，并且从每个细胞中为数10万左右的酶中加以提取也是件伤脑筋的事。

全世界寻觅人体中导致衰老的基因的科学家们也面临着同样棘手的难题。华盛顿大学的基因学家乔治·马丁说，即便人体中直接控制衰老的基因只有少数几个，可能与此有关的次要的基因却不少于7000之众。要将其中任何一个重新改造都将是一件极尽复杂精巧的工作，更何谈将全部7000个基因一一重组了。由于时间有限，科学家们转而致力于更有实现可能的目标。如果不能控制导致衰老的基因，那么能否直接治疗这些基因影响下的人体部位呢？科学家们正在尝试利用化学方法触发人体某个部位的端粒酶，并使该部位细胞改观，重返青春。

哪怕上述种种疗法都不能使我们如线虫和果蝇般多活3倍或4倍的生命，科学也至少能使我们提高20年的寿命。80岁出头已不稀罕，这一事实即是科学家们一个里程碑式的贡献。在端粒酶、糖基化及其他科研方面的更多进步，使人坚信今天的成年人完全有可能亲身体尝活到120岁的滋味。

(编译自美国《时代》周刊 1月20日)

在细胞线粒体中，正常的新陈代谢作用制造出不稳定的氧分子：自由基。在细胞四周漂飞的分子破坏了DNA及其他组织

过量的糖会与蛋白质结合，形成■性、蛛网似的网络。长时间过后，这种组织的形成会使关节僵硬、动脉阻塞，并使干净的组织变混浊

目前可获得的药物

1.人类成长荷尔蒙

承诺：人类成长荷尔蒙可以促进年轻人快速成长，并可帮助老年人恢复失去的肌肉块，重新分配脂肪细胞。

现况：价格昂贵，服用一年至少需花费2万美元，有可能触发严重的副作用疾病，如糖尿病、心脏病。

2.DHEA

承诺：提高性荷尔蒙雌激素和睾酮水平，重拨人体内部生命时钟，使其误以为年轻了数十年。热衷提倡者承认DHEA使他们精力更充沛，并能恢复肌肉活力，提高认识能力和利比多。

现况：缺乏荷尔蒙能使衰老减缓或促其回转的证据。虽然实验白鼠有年轻灵活的表现，但无法依此类推于人类。理论上有导致前列腺或乳癌的危险。

3.褪黑色激素

承诺：治疗失眠症药物，是具有应激减轻作用和抗癌因子的荷尔蒙。

现况：服用过量褪黑激素(5毫克以上)会导致第二天精神不振，昏昏沉沉。

4.防老化剂

承诺：在“自由基”破坏人体细胞前将其吸干，如B-胡萝卜素之类的防老化剂能防止癌症、心脏病和其他有关衰老的疾病。

现况：根据临床实验，存在两种相反的结果。一种显示出B-胡萝卜素实际上会增加一些人的癌症和心脏病情。

来自亚洲的代用品

1.SOD酶

超氧化物歧化酶，简称SOD，是一种人体自然产生的酶，能促进神经系统的功能。有上百种日用补药，如益寿宝当中就含有SOD。

2.人参

人参具有从促进性功能到延长寿命的多方面功效，并能控制血压。

3.银杏叶提取物

该提取物被推销为“大脑补品”，能增强记忆，令思维清晰，并能促进血液循环，防止动脉硬化。

4.灵芝

能消除疲劳，减轻哮喘，促进消化，增强性功能。并能增强免疫系统，排除血液中的有毒物质。

5.黄芪

增加人体能量，缓解紧张和疲劳，并能预防感冒、咳嗽，利肺。

6.两种亚麻酸

能帮助清除血液中过量的糖和脂肪，从而保护脑细胞。

未来展望

1.冷冻技术

承诺：将整个躯体冷冻(或者，为减少贮存费用，只冷冻头和大脑)，以期在将来可能时治愈死者的绝症并使其复生。

现况：动物的初步试验表明冷冻可以保持一些组织，如鼠的心脏存活，但这种技术能否适用于整个有机体，尤其是已经死亡的有机体尚有疑问。不过，美国已有60位死者将PS体或大脑作了冷冻处理。

2.微观技术

承诺：今后我们能利用进入人体的微观仪器设备在分子水平上与疾病对抗，比如，清除阻塞的动脉中的障碍物。

现况：目前最小的手术器械也比微观器械大上百倍，而且，患者对看不见的人造器械在体内自由翱翔这一观念尚存逆反心理。

3.染色体端粒疗法

承诺：在布鲁斯·斯特林的最新科幻小说《圣大》中，一位95岁的老妪因染色体的基因更新而摇身一变为二十出头的少女。

现况：以目前最先进的技术也做不到在不杀死细胞的前提下穿透细胞并控制染色体。即便能够做到这一点，目前也尚无证据表明端粒的延长可以导致长寿。 科学女性衰老老化试验